选修三2.1植物组织培养技术
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细胞工程的概念
应用的原理和方法
细胞生物学和 分子生物学
概念 研究的水平
细胞整体水平或细 胞器水平
细
研究的目的
按照人们的意愿来改
胞
变细胞内的遗传物质
工
或获得细胞产品
程
植物细胞工程
分类
动物细胞工程
与基因工程的比较：前者是细胞水平或细胞器 水平上生物技术,后者是分子水平上的生物技术。
所采用技术 的理论基础
全全能能性性的的大大小：小：
植植物物细细胞胞>>动动物物细细胞胞（（动动物物细细胞胞的的细细胞胞核核具具全全能能性性）） 受受精精卵卵>>生生殖殖细细胞胞（（精精细细胞胞··卵卵细细胞胞··配配子子））>>体体细细胞胞 体体细细胞胞：：分分化化程程度度低低的的>>分分化化程程度度高高的的 幼幼嫩嫩细细胞胞>>衰衰老老细细胞胞 细细胞胞分分裂裂能能力力强强的的>>细细胞胞分分裂裂能能力力弱弱的的
特点？ 无定形状态
愈伤组织
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（未分化）
薄壁细胞 高度液泡化
再分化
排列疏松、无规则 丛芽（胚（分化） 状体）
过程
植物体
3、胡萝卜的组织培养实验
（1）实验原理、目的、材料
（2）植物组织培养的培养基：
水、无机盐离子 有机小分子营养成分： ① 氮源：包括维生素和氨基酸
② 碳源：2%—5%的蔗糖溶液，调节渗透
3、 原因： 生物体细胞含有本物种所特有的全套遗传
信息。
4、体内细胞未表现全能性的原因：
基因选择性表达的结果
细胞的全能性与细胞分化程度的关系：
全能性高则分化程度低。全能性最高的是受精 卵，还没有分化，个体发育其时就是受精卵不断分 裂和分化的过程，越往后细胞的分化程度越高，体 细胞是高度分化的细胞，也是全能性最低的细胞。
营养成分：大量元素，微量元素，有机物（氨基酸、维生 素、蔗糖），水
激素：细胞分裂素和生长素。两者用量的比例影响植物 发育的方向。
细胞分裂素 ——————
生长素
>1 有利于芽的分化 =1 促进愈伤组织的形成 <1 有利于根的分化
光照：脱分化无光，再分化需光
（4）思考讨论
（1）离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理， 能否培养成完整植物体？ 不能
脱分化
再分化
外植体
愈伤组织
试管苗
植物体
脱分化：已经分化的细胞，经过诱导后，失去其 特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。 脱分化的细胞成为薄壁细胞，叫愈伤组织。
再分化：由愈伤组织从新分化出根、芽等器官， 形成完整植株的过程。
2、植物组织培养过程
离体的植物器官、组织或细胞
外植体
A、脱分化 愈伤组织
压 ③ 琼脂：起支持作用
④ 激素：生长素、细胞分裂素、赤霉素
⑤ pH值：5.0－6.0
（3）方法步骤
1、 选取胡萝卜洗净，削皮，切段 2、酒精消毒、次氯酸钠杀菌 3、切取1立方厘米左右的形成层小块
4、接种，封盖扎紧 脱分化
5、定期观察和记录愈伤组织
再分化
6、诱导出试管苗，移栽
（4）注意事项
a、激素用量的比例影响实验结果：
愈伤组织：高度液泡化的、无定形状态， 细胞排列疏松而无规则，具有分生能力的 薄壁细胞。
脱分化
再分化
外植体
愈伤组织
试管苗
脱分化：已经分化的细胞，经过诱导后，失去其 特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。 脱分化的细胞成为薄壁细胞，叫愈伤组织。
再分化：由愈伤组织从新分化出根、芽等器官， 形成完整植株的过程。
（2）决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？
激素诱导和营养物质
一、植物细胞的杂交技术
1、细胞杂交技术概念
将不同种植物的体细胞， 在一定条件下融合成杂种细胞， 并把杂种细胞培育成新的植物 体的技术。 （不同种生物之间 存在着生殖隔离，所以用传统 的有性杂交方法是不可能做到 这一点的）
2.在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切取含有 形成层部分，原因是这部分容易诱导形成愈伤组织。 请思考一下，胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）， 是否也能培养成小植株，你能用实验的方法进行验 证吗？
提示：胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花） 也能培养再生形成小植株，只是诱导愈伤组织比较 困难。
3，影响植物组织培养的因素有哪些？
二、植物组织培养
1、植物组织培养的概念
植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下， 将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配 制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产 生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。
脱分化
离体的植物器官、 组织或细胞
外植体
愈伤组织
脱分化：已经分化的细胞，经过诱导后，失去其 特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。 脱分化的细胞成为薄壁细胞，叫愈伤组织。
提示：植物组织培养中用到的培养基含有丰富 的营养成分，有利于培养物的生长，然而各种杂 菌同样也可以在上面迅速生长，所以植物组织培 养过程中污染现象经常发生。培养基一旦被污染， 迅速生长的各种杂菌不但会和培养物争夺营养， 而且这些杂菌生长的过程中会生成大量对培养物 有害的物质，导致培养物迅速死亡。
造成培养基污染的因素： 外植体带菌、培养瓶和各种器械灭菌不彻底、 操作人员操作不规范等。
植物细胞的全能性
通常采用的 技术手段
植物组织培养 植物体细胞杂交
植植物物组织组培织养培养
植物体细胞杂交
一、细胞的全能性
1、定义： 生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体
的潜能的特性。
2、原理： 生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有
的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所 必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每 一个活细胞都应该具有全能性。
生长素用量>细胞分裂素用量,有利于根的分化、抑 制芽的形成； 比值低时，有利于芽的分化，抑制根的形成； 比值适中时，促进愈伤组织的生长。
b、必要条件：确保无菌操作、细胞离体、生长
发育所需的全部营养物质：矿质元素、糖类、维生素
C、关键词：外植体、脱分化、再分化、愈伤组织
为什么选择 形成层？
1.在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的 灭菌和实验人员的无菌操作？
B、再分化 根、芽
植物体
植物激素：细胞分裂素、生长素
1、A过程进行有丝分裂 2、B过程进行有丝分裂同时 也进行分化 3、A不需光照，而B需光 照，叶绿素的合成需光照
分化程度低 去分化较易
①适宜温度、无光 照、 pH和无菌环 境。
离体的植物 器官、组织 或细胞
外植体 （分化）
脱分化 条件？
②无机、有机成分 和植物激素（生长 素，细胞分裂素和 赤霉素）
应用的原理和方法
细胞生物学和 分子生物学
概念 研究的水平
细胞整体水平或细 胞器水平
细
研究的目的
按照人们的意愿来改
胞
变细胞内的遗传物质
工
或获得细胞产品
程
植物细胞工程
分类
动物细胞工程
与基因工程的比较：前者是细胞水平或细胞器 水平上生物技术,后者是分子水平上的生物技术。
所采用技术 的理论基础
全全能能性性的的大大小：小：
植植物物细细胞胞>>动动物物细细胞胞（（动动物物细细胞胞的的细细胞胞核核具具全全能能性性）） 受受精精卵卵>>生生殖殖细细胞胞（（精精细细胞胞··卵卵细细胞胞··配配子子））>>体体细细胞胞 体体细细胞胞：：分分化化程程度度低低的的>>分分化化程程度度高高的的 幼幼嫩嫩细细胞胞>>衰衰老老细细胞胞 细细胞胞分分裂裂能能力力强强的的>>细细胞胞分分裂裂能能力力弱弱的的
特点？ 无定形状态
愈伤组织
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（未分化）
薄壁细胞 高度液泡化
再分化
排列疏松、无规则 丛芽（胚（分化） 状体）
过程
植物体
3、胡萝卜的组织培养实验
（1）实验原理、目的、材料
（2）植物组织培养的培养基：
水、无机盐离子 有机小分子营养成分： ① 氮源：包括维生素和氨基酸
② 碳源：2%—5%的蔗糖溶液，调节渗透
3、 原因： 生物体细胞含有本物种所特有的全套遗传
信息。
4、体内细胞未表现全能性的原因：
基因选择性表达的结果
细胞的全能性与细胞分化程度的关系：
全能性高则分化程度低。全能性最高的是受精 卵，还没有分化，个体发育其时就是受精卵不断分 裂和分化的过程，越往后细胞的分化程度越高，体 细胞是高度分化的细胞，也是全能性最低的细胞。
营养成分：大量元素，微量元素，有机物（氨基酸、维生 素、蔗糖），水
激素：细胞分裂素和生长素。两者用量的比例影响植物 发育的方向。
细胞分裂素 ——————
生长素
>1 有利于芽的分化 =1 促进愈伤组织的形成 <1 有利于根的分化
光照：脱分化无光，再分化需光
（4）思考讨论
（1）离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理， 能否培养成完整植物体？ 不能
脱分化
再分化
外植体
愈伤组织
试管苗
植物体
脱分化：已经分化的细胞，经过诱导后，失去其 特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。 脱分化的细胞成为薄壁细胞，叫愈伤组织。
再分化：由愈伤组织从新分化出根、芽等器官， 形成完整植株的过程。
2、植物组织培养过程
离体的植物器官、组织或细胞
外植体
A、脱分化 愈伤组织
压 ③ 琼脂：起支持作用
④ 激素：生长素、细胞分裂素、赤霉素
⑤ pH值：5.0－6.0
（3）方法步骤
1、 选取胡萝卜洗净，削皮，切段 2、酒精消毒、次氯酸钠杀菌 3、切取1立方厘米左右的形成层小块
4、接种，封盖扎紧 脱分化
5、定期观察和记录愈伤组织
再分化
6、诱导出试管苗，移栽
（4）注意事项
a、激素用量的比例影响实验结果：
愈伤组织：高度液泡化的、无定形状态， 细胞排列疏松而无规则，具有分生能力的 薄壁细胞。
脱分化
再分化
外植体
愈伤组织
试管苗
脱分化：已经分化的细胞，经过诱导后，失去其 特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。 脱分化的细胞成为薄壁细胞，叫愈伤组织。
再分化：由愈伤组织从新分化出根、芽等器官， 形成完整植株的过程。
（2）决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？
激素诱导和营养物质
一、植物细胞的杂交技术
1、细胞杂交技术概念
将不同种植物的体细胞， 在一定条件下融合成杂种细胞， 并把杂种细胞培育成新的植物 体的技术。 （不同种生物之间 存在着生殖隔离，所以用传统 的有性杂交方法是不可能做到 这一点的）
2.在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切取含有 形成层部分，原因是这部分容易诱导形成愈伤组织。 请思考一下，胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）， 是否也能培养成小植株，你能用实验的方法进行验 证吗？
提示：胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花） 也能培养再生形成小植株，只是诱导愈伤组织比较 困难。
3，影响植物组织培养的因素有哪些？
二、植物组织培养
1、植物组织培养的概念
植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下， 将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配 制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产 生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。
脱分化
离体的植物器官、 组织或细胞
外植体
愈伤组织
脱分化：已经分化的细胞，经过诱导后，失去其 特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。 脱分化的细胞成为薄壁细胞，叫愈伤组织。
提示：植物组织培养中用到的培养基含有丰富 的营养成分，有利于培养物的生长，然而各种杂 菌同样也可以在上面迅速生长，所以植物组织培 养过程中污染现象经常发生。培养基一旦被污染， 迅速生长的各种杂菌不但会和培养物争夺营养， 而且这些杂菌生长的过程中会生成大量对培养物 有害的物质，导致培养物迅速死亡。
造成培养基污染的因素： 外植体带菌、培养瓶和各种器械灭菌不彻底、 操作人员操作不规范等。
植物细胞的全能性
通常采用的 技术手段
植物组织培养 植物体细胞杂交
植植物物组织组培织养培养
植物体细胞杂交
一、细胞的全能性
1、定义： 生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体
的潜能的特性。
2、原理： 生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有
的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所 必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每 一个活细胞都应该具有全能性。
生长素用量>细胞分裂素用量,有利于根的分化、抑 制芽的形成； 比值低时，有利于芽的分化，抑制根的形成； 比值适中时，促进愈伤组织的生长。
b、必要条件：确保无菌操作、细胞离体、生长
发育所需的全部营养物质：矿质元素、糖类、维生素
C、关键词：外植体、脱分化、再分化、愈伤组织
为什么选择 形成层？
1.在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的 灭菌和实验人员的无菌操作？
B、再分化 根、芽
植物体
植物激素：细胞分裂素、生长素
1、A过程进行有丝分裂 2、B过程进行有丝分裂同时 也进行分化 3、A不需光照，而B需光 照，叶绿素的合成需光照
分化程度低 去分化较易
①适宜温度、无光 照、 pH和无菌环 境。
离体的植物 器官、组织 或细胞
外植体 （分化）
脱分化 条件？
②无机、有机成分 和植物激素（生长 素，细胞分裂素和 赤霉素）